DNA条形码：为濒危植物撑起“保护伞”

■我们的记者丁佳

12月20日，中国科学院植物研究所聚集了来自农业、林业、环保、医药、检验检疫、进出口等国家部门的人员。他们共同见证了《中国珍稀濒危植物名录》的出版和《中国珍稀濒危植物DNA条形码识别平台》的开通。

对他们来说，这是一个他们期待了10年的事件。

“中国濒危植物的数量超过了世界平均水平”

中国拥有北半球最丰富的生物多样性。根据文献记载，中国有3万多种高等植物，大约是美国的两倍，欧洲的三倍。

近几十年来，中国经济发展迅速，对环境的压力越来越大。"这增加了中国珍稀濒危植物的数量，超过了世界平均水平."中国科学院院士洪估计，“中国珍稀濒危植物约占高等植物总数的15%，约有4000至4500种。”

大多数珍稀濒危植物具有重要的经济价值，与人类关系密切，但它们非常脆弱，已引起人们的极大关注。中国科学院植物研究所是中国最早开展相关研究工作的研究机构之一。自1982年以来，研究所编制了第一本《中国植物红皮书》，主持了国家自然科学基金重大项目“中国主要濒危植物保护生物学研究”和“长江流域生物多样性变化、可持续利用和区域生态安全”等“973”项目，为中国珍稀濒危植物保护做出了重要贡献。

目前，我国珍稀濒危植物保护已有30年的历史，但仍有许多核心问题有待解决，如珍稀濒危植物名录、物种可靠性、遗传多样性水平、快速可靠的物证鉴定等。这让科学家们觉得必须应用新技术来解决与保护相关的科学问题。

"制作家具也能识别木头来自哪棵树."

20世纪80年代初，国家开始立法保护珍稀濒危植物。然而，在利益的驱使下，非法抢劫、走私等事件时有发生。

例如，2012年，一家云南公司向天津港装运了一批木材，并宣布这批木材为“青檀”。海关官员怀疑该公司谎报了木材的名称，并将其送到专业部门进行鉴定。最后，他们发现所谓的“鸟脚花梨木”是一种非常珍贵的树种——檀香木，总价值超过5000万元。

这让人不禁要问，如果当时海关官员没有一颗“长远的心”，罪犯很可能会得逞。

“确实有一些案件中，由于物质上的困难，罪犯无法受到应有的惩罚。”中国科学院植物研究所研究员、中国珍稀濒危植物DNA条形码识别平台建设者周世良告诉《中国科学》，“物种识别传统上依赖于材料的形态和解剖特征。可以识别的稀有濒危植物材料通常是器官的一部分，如木材、水果、种子，甚至一些加工过的物品。不完整的形态特征经常导致不准确的识别。”

2003年DNA条形码技术的出现引起了周世良等人的关注，该技术不受材料不完全性和发展阶段的限制，逐渐取代早期的分子标记技术，成为物种鉴定的首选。

中国科学院植物研究所系统与进化植物学国家重点实验室于2008年开始构建基于DNA条形码技术的珍稀濒危植物鉴定平台。五年后，“中国珍稀濒危植物DNA条形码识别平台”正式开通，为社会提供服务。

除了两种国际通用的DNA条形码外，平台网站还使用了实验室自己开发的高分辨率核基因ITS和叶绿体基因ycf1条形码。用户只需将材料的DNA序列粘贴到相应的搜索框中，它就会列出材料的可能种类，并根据相似度进行排序。多个条码并行使用，相互确认，大大提高了识别的可靠性。

这样，人们不仅可以从一块木头和一些种子中识别物种。用周世良的话说，如果某个重要物种的每个个体都有一个基因标签，即使“罪犯把木头做成家具，他们也能认出他用的是哪棵树的木头”。

“一个基因可能关系到国民经济的命脉”

洪非常清楚这项工作的意义。毕竟，是一种长相奇特的海南野生稻创造了“杂交水稻之父”袁隆平，以及改变了中国农业命运的“超级稻”。

"珍稀濒危植物是一座宝库."洪说:“有时候，一个基因关系到整个国家的经济命脉。中国有多少资源可以让人们发现成千上万的珍稀濒危植物？过去，我们在这一领域的进展不够快。现在是个好机会。植物系统学和进化植物学国家重点实验室应该承担这一责任。”

事实上，珍稀濒危植物的研究和保护已经被列为植物研究所“135”发展计划的重点之一，周世良等人也准备利用这个平台做更多的事情。

截至今年12月，该平台数据库包含18，732个序列，涵盖186个科和2，568个物种。这个数字还在上升。

“也就是说，DNA条形码平台不仅可以识别物种，更重要的是，人类可以掌握这些物种的一些遗传信息，物种遗传信息的数字化是物种信息化的前提和基础。”周世良说。

中国科学新闻(2013-12-26，第一版集锦)